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1、 第八章整体抗抗倾覆稳定性和抗风防滑安全性 8 1概述 1 稳定性及其意义定义 抗倾覆稳定性 起重机在自重和外载荷的作用下抵抗翻到的能力 意义 如果起重机抗倾覆稳定性不足 一旦倾覆 将造成重大的人身和设备事故 所以保证起重机具有足够的抗倾覆稳定性 是设计和制造工作中最基本的要求之一 2 促使起重机倾覆的因素超载过大的风力过大的坡角过大的惯性载荷 大 小车起制动 回转离心力 回转起制动 变幅起制动 误操作违章操作 3 抗倾覆稳定性的衡量指标过去 稳定性系数法哪些力属于复原力矩 哪些力属于倾覆力矩 不同的起重机是不同的 GB3811 83 按照国外标准 力矩法 M 0在各种不同的工况 在最不利的载
2、荷组合下 包括起重机自重在内的各项载荷对倾覆边的力矩之和大于或等于零 计算规定 起稳定作用的力矩符号为正 使起重机倾覆的力矩符号为负 GB3811 2008 按照国外标准 力矩法 M稳 M倾当稳定力矩的代数和大于倾覆力矩的代数和时 则认为该起重机整机是稳定的 其计算结果都是对特定倾覆线的 8 2流动式起重机整机抗倾覆稳定性1 流动式起重机整机抗倾覆稳定性验算下列四种载荷状态 1 无风试验或运行时 2 有风工作或运行时 无风试验或运行时 有风工作或运行时 3 向后倾翻时 起重机处于一下支承条件和质量分布状态时 应配置平衡重 并保证起重机有一个合理的稳定安全系数 4 非工作风载荷作用时制造商应规定
3、起重机在工作时承受风载荷的极限以及在非工作状态时应采取的特殊预防措施 2 塔式起重机整体抗倾覆稳定性 塔式起重机整体抗倾覆稳定性按5种工况校核 并采用有相应载荷系数的计算载荷 对于轨道式要考虑最大垂直高低差和坡度所引起的载荷 对于不能随风自由回转的按最不利的方向施加非工作状态风载荷 对于能自由回转的 按预期的最不利方向施加 3 除流动式 塔式和浮式起重机以外的起重机整体抗倾覆稳定性 5 1工作状态的抗后倾覆稳定性 当起重机处于卸载状态 所有可移动的工作部件都缩回到最靠近向后倾覆的位置时 按下列两种方法 力矩法 有工作状态风载荷和惯性力构成的倾覆力矩不应大于稳定力矩的90 重力法 不考虑风载荷时
4、 静止起重机的质心在水平面上的投影位置不应超过从前支点到后倾覆线距离的80 8 2 起重机抗风防滑安全性 1 除塔式起重机以外的轨道起重机a 正常工作状态起重机正常工作状态设定为带载 顺风 下坡运行制动 此时抗风防滑安全性计算如下 式中 PZ1 运行机构制动器在车轮踏面上产生的制动力 NPW 起重机承受的工作状态风载荷 NP 起重机自重载荷和起升载荷沿坡道方向产生的滑行力 NPD 起重机运行停车减速惯性力 NPf 起重机运行摩擦阻力 N 运行摩擦阻力系数 b 非工作状态 起重机非工作状态抗风防滑安全性校验如下 PZ2 由制动器与夹轨器 锚定装置或防风拉索等沿轨道方向产生的抗风防滑阻力 N夹轨器
5、单独作用时 P 夹轨器对轨道产生的夹持力 Nf 静摩擦系数 Pw 三类风载荷 NPf 非工作状态下阻止起重机被风移动的摩擦阻力 NP G 自重载荷沿坡道方向产生的滑行力 N 2 轨道塔式起重机抗风防滑安全性 a 正常工作状态核算抗风防滑安全性时 塔式起重机正常工作状态设定为带载 顺风 下坡和运行制动 此时的校验计算如下 式中 P Q 额定起升载荷沿坡道方向产生的滑行力 N当制动力PZ1大于被制动车轮与轨道的粘着力时 PZ1用该粘着力代替 b 非工作状态塔式起重机非工作状态的抗风防滑安全性校验如下 式中 PZ2 制动器 夹轨器等装置沿轨道方向产生的抗风防滑阻力 NP q 固定吊具 吊钩 下滑轮组
6、及1 2D的悬吊钢丝绳等 的重力沿坡道方向产生的滑行力 N当制动力PZ2大于被制动车轮与轨道的粘着力时 PZ2用该粘着力代替 在起重机抗倾覆稳定性校核时 各种载荷对稳定性的实际影响程度是用各载荷力矩分别乘以载荷系数 加权系数 考虑的 即 M KGPG a KPP b KiP惯 C KfP风 d 0式中 PG 起重机自重 包括平衡重 NP 起重机的各种载荷NP惯 起重机受到的水平惯性力 包括物品的水平惯性力 NP风 起重机受到的风力N a 起重机自重重心到倾覆边的距离mb 起重机各种载荷到倾覆边的距离mc 水平惯性力到倾覆边的距离md 风载荷到倾覆边的距离mKG KP Ki Kf 载荷系数 6
7、载荷系数 注 物品所受风力和水平惯性力可合在一起考虑 用吊重绳偏摆角计算总水平力 流动式起重机的载荷系数只适用于用支腿支撑的作业工况 臂架在风力作用下能自由回转的臂架式起重机 臂架应处在倾覆边一面 风从平衡重方向吹向臂架 8 2桥架型起重机的抗倾覆稳定 门式起重机或装卸桥无悬臂时 只需验算沿 大车 轨道方向的空载起重机起 制动时的抗倾覆稳定性 仅当物品的挡风面积特别大 运行机构起 制动特别猛烈时才验算满载时的抗倾覆稳定性 门式起重机或装卸桥有悬臂时 除上述之外 还须验算垂直于轨道方向的抗倾覆稳定性 计算如下 一 空载起重机沿轨道方向起 制动时 抗倾覆稳定性的验算公式为 M KG 0 5 PG桥
8、 PG小 B Ki P桥 h3 P小 h4 Kf P1 h1 0 式中 P1 作用在桥架和小车上的工作状态最大风力P桥 起重机起 制动时引起的桥架水平惯性力P小 起重机运行起 制动时引起的小车水平惯性力PG小 小车自重PG桥 桥架自重h1 桥架与小车挡风面积形心高度h3 桥架重心高度h4 小车重心高度 二 满载起重机沿轨道方向起 制动时 抗倾覆稳定性的验算公式为 M KG 0 5 PG桥 PG小 PQ B Ki P桥 h3 P小 h4 PQi h2 Kf P1 h1 P2 h2 0式中 PQi 起重机运行起 制动时引起的物品水平惯性力PQ 起升载荷 包括物品 吊重 P2 作用在物品上的工作状态
9、最大风力h2 起升机构上部定滑轮组 或卷筒 高度 三 起重机满载垂直于轨道 沿桥架 方向抗倾覆稳定性的验算公式 载重稳定性 M KG PG桥 C PG小 a Kp PQ a Ki PQi h2 P小 h3 Kf P1 h1 P2 h2 0式中 P小 小车运行制动时的水平惯性力C 桥架自重重心到倾覆边的距离 四 非工作状态下起重机的抗倾覆稳定性验算公式 自身稳定性 M KG 0 5 PG桥 PG小 B Kf P1 h1 0式中 P1 沿轨道方向作用于起重机 包括桥架与小车 上的非工作状态最大风力此时 防滑装置的作用不用考虑 8 3臂架型起重机的抗倾覆稳定 对于臂架回转式起重机的种类很多 如塔式
10、门座式 汽车 轮胎 履带 铁路起重机等 一 流动式回转起重机的抗倾覆稳定性 1 有风动载工况若起重机的轮距 轨距 则工作时易翻到的最不利状态是 最大幅度的臂架垂直倾覆边轨道起吊额定起重量轨道前低后高工作状态最大风力沿臂架方向由后向前吹还作用着对稳定性不利的起升 回转和变幅机构在起升或制动时的惯性力 起重机抗倾覆稳定性的计算公式为 式中 PQ 起升载荷 包括吊具自重PG 自重引起的载荷C 最大幅度时整台起重机自重重心到回转中心间的距离a 轨距中心到最大幅度时臂架端部的水平距离a Rmax h3sinrRMAX 起重机的最大幅h1 RMAX时 起重机自重的重心高度h2 起重机挡风面积形心高度 h3
11、 RMAX时 臂架端点的高度v1 物品起升 下降 速度如有自由下降 应取为1 25v1 m s V变平 V变垂直 分别为变幅机构工作时悬挂物品的端点沿水平与垂直方向移动的速度n 起重机每分钟转速r mint1 t2 分别为起升机构与变幅机构起动或制动时间 P1 作用在起重机上的工作状态最大风力P2 作用在物品上的工作状态最大风力 允许最大坡度门座 永久性 0 临时性轨道 2 流动式 用辅助支承工作时 1 30 不用辅助支承工作时 3 对于建筑用塔式起重机 由资料介绍 不论它的轨距有多大 应计及两根轨道高度差100mm的可能性 具体查阅相关标准 m臂算 臂架向悬挂物品端折算的质量对于直臂架 m臂
12、算 m臂 3对于四联杆组合臂架 m臂算 0 6m象 0 5 m臂 m拉 m臂 臂架质量 包括臂架上附加设备的质量 m象 象鼻梁质量m拉 拉杆质量 2 起重机臂架与倾覆边成45 3 无风静载工况当不考虑附加载荷和坡角影响时 其抗倾覆稳定性为 4 非工作状态暴风侵袭工况非工作状态下起重机最易翻倒的状态是 臂架处于最小幅度 且垂直于轨道 有前高后低的允许最大坡角 非工作状态的最大风力沿臂架由前向后吹 其抗倾覆稳定性计算公式 式中 c 最小幅度时整台起重机重心到回转中心的距离h1 Rmax时 起重机重心高度h2 Rmax时 起重机挡风面积的形心高度P1 Rmax时 作用在起重机上的非工作状态最大风力 计及全部附加载荷和坡角后 其门座起重机抗倾覆稳定性 式中 PQ 偏摆角 时 由起升载荷PQ产生的对臂架 或象鼻梁 端部的拉力S PQ 对倾覆边的力臂 非工作状态暴风侵袭工况
